专利名称：用于将信息输入便携式电子设备的方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及输入设备、电子设备及用于将信息输入电子设备的方法。
背景技术：
便携式电子设备使用的激增已经导致大量不同类型的用于将信息输入便携式设备的输入设备的发展。这些输入设备可以包括键盘、接触板、接触屏、显示器、操纵杆、诸如鼠标或者触笔的定点设备、以及音频响应单元。这些输入设备中的某些设计可以是复杂的，需要处理所输入信息的下面的电子线路也可以这样。而且，这些输入设备的使用可要求对具有生理残障的个体难于达到的灵巧水平。具有这种残疾的个人能够从拥有简化的用于输入用户信息的接口受益。
例如，为了激活所述电子设备的功能，用户可能有必要按下键盘的某些键，或者激活接触屏或者接触板的某些区域。这样的动作可能要求用户能看见，并具有一定量的灵巧性，来激活接触屏或者接触板的相对小尺寸的键或者区域。最好能够简单通过利用相对更大的区域接触电子设备来激活功能。所述接触能够是敲击运动的形式，类似利用触笔对个人数字助理(PDA)进行的运动。正如在此所使用的那样，敲击或者敲击运动意味着轻轻击打或者给予轻轻的一击。这样的运动能够限制在一段时间内，并且能够导致所限制时间段内惯量的相应变化。
这样的敲击运动能够利用适合的传感器或者检测器来检测，并且响应于所检测的敲击来执行功能。例如，美国专利No.6,369,794描述了一种安排，其具有运动检测单元和用于分析所检测运动的方向、强度和发生次数的运动分析单元。所检测的运动被用于简单的开关(开或者关)来激活功能。尽管这种安排能够确定运动已经发生，但是，它不能够识别出其中接触可能已经发生从而导致所述被检测的运动的区域。识别其中电子设备被接触或者敲击的区域的信息，能够被用来调用或者控制所述设备的更复杂功能，而不要求用户利用其他更复杂的诸如键盘或者接触屏这样的单元的输入设备、来访问这些特征。
发明内容
因此，披露了一种用于输入信息到便携式电子设备的方法和系统。根据示范性实施例，一种输入设备，包括传感器，其被配置成用来产生与响应于所述输入设备的接触而围绕所述输入设备的至少一个轴的惯量变化有关的信号。一处理器被配置成来接收来自所述传感器的信号，以确定围绕所述输入设备的所述至少一个轴的惯量变化是否对应所述输入设备的敲击。所述处理器还被配置为，当所述惯量的变化对应所述输入设备的敲击时，基于围绕所述输入设备的所述至少一个轴的惯量变化的方向，来识别所述输入设备的接触区域。
根据另一个示范性实施例，一种系统被描述为用于输入信息到便携式电子设备。所述系统包括机壳和输入设备，该输入设备包括传感器，其被配置成用来产生与响应于所述输入设备的接触而围绕所述输入设备的至少一个轴的惯量变化有关的信号。所述输入设备还包括处理器，该处理器被配置成来接收来自所述传感器的信号，以确定围绕所述输入设备的所述至少一个轴的惯量变化是否对应所述输入设备的敲击。所述处理器还被配置为，当所述惯量的变化对应所述输入设备的敲击时，基于围绕所述输入设备的所述至少一个轴的惯量变化的方向，来识别所述输入设备的接触区域。所述系统包括被耦合到所述输入设备的电路系统，该电路系统被配置成，基于所述输入设备的所述被接触区域的识别，来执行至少一个功能。
根据示范性实施例，用于输入信息到电子设备的方法包括测量响应输入设备的接触围绕所述输入设备的至少一个轴的惯量变化。确定围绕所述输入设备的至少一个轴的惯量变化是否对应所述输入设备敲击。在所述惯量的变化对应所述输入设备的敲击时，基于围绕所述输入设备的至少一个轴的惯量变化的方向，来识别输入设备的被接触区域。
附图提供了视觉表示，它被用来更全面地描述在此所披露的代表性实施例，并能够由本领域普通技术人员用来更好地理解它们和它们的内在优点。在这些图中，类似的参考标号标识对应的组件，并且
图1A-1D说明用于将信息输入到电子设备的便携式电子设备和示范性输入设备；图2说明当在设备面的顶部、底部、左部和右部接触或者敲击设备时静止的便携式电子设备的角速度的图；图3说明当在设备面的顶部、底部、左部和右部接触或者敲击设备时运动的便携式电子设备的角速度的图；图4说明当在设备面的顶部、底部、左部和右部接触或者敲击设备时运动的便携式电子设备的角加速度的图；图5说明能够利用如图1A-1D所示的输入设备输入从而形成所示字符的示范性敲击序列；图6A-6C根据示范性实施例说明用于可拆装地紧固电子设备的装置和用于方便电子设备的旋转的装置；以及图7是说明按照示范性实施例的用于将信息输入便携式电子设备的方法的流程图。
具体实施例方式
现在结合各示范性实施例来描述各个方面，包括根据能够由计算机系统的组件执行的动作序列描述的某些方面。例如，将会认识到，在实施例的每一个中，所述各种动作的执行可以是通过专门的电路或者电路系统(例如，互相连接来执行专门功能的分立和/或集成的逻辑门)，通过由一个或者多个处理器执行的程序指令，或者通过两者的组合。
图1A-1D说明便携式电子设备100和用于输入信息到所述电子设备100的示范性输入设备112、114。图1A描述了具有数字键区102和显示器104的便携式电话(或者翻转式电话(flip-phone))100。电话100能够包括诸如接触板、接触屏或者其他类似类型设备的输入区106。所述输入区能够被配置成围绕诸如所示的轴118、112的至少一个轴旋转。便携式电话100还可包括作为电话100的音频响应单元的部分的扬声器108和麦克风110。图1B和1C描述了翻转式电话100的机壳部分124的截面视图，并说明了依据两个示范实施例的输入设备112、114。
每个输入设备112、114包括传感器116，其被配置成用来产生与响应于设备100的接触而围绕输入设备112、114的至少一个轴118的惯量变化有关的信号。传感器116可以包括陀螺仪、加速计、多轴陀螺仪、以及多轴加速计的至少一个作为例子。可能使用能够在设备100上敲击或者产生表示敲击的位置的信号的任何设备。如上所述，敲击或者敲击运动可以包括轻轻撞击物体或者给所述物体轻轻一击。这样的运动可限于一段时间内，并且可导致可由适合的传感器116检测的、在所限制的时间段的对应惯量变化。术语“敲击(tap)”或者“敲击(tapping)”仅仅是说明性的，并且旨在包括可由传感器116检测的对物体的任何撞击。
当例如在图1B中用户例如通过敲击轴118的右方来接触至少一个轴118的右方的静止电话100的机壳124的区域时，电话100将绕轴118顺时针方向旋转。电话100的这种惯量变化可用传感器116，作为例如角速度或者角加速度的变化来测量，并且可由与惯量变化有关的传感器116产生信号。类似地，在如图1C所示的安排中，用户可例如通过敲击轴118的右方，接触至少一个轴118的右方的可旋转的输入区域106的部分，输入区域106将绕轴118顺时针旋转。输入区域106的这种惯量变化可用传感器116，作为例如角速度或者角加速度的变化来测量，并且可由与惯量变化有关的传感器116产生信号。
图2说明了当在电话100的面的顶部(上)、底部(下)、左部和右部接触或者敲击电话的机壳124时静止电话100的角速度的各图。在各图中的实线表示当电话100的面绕轴左或右转时，即，当电话作为敲击的结果绕轴118旋转时的角速度ωy。虚线表示当电话100的面绕轴上和下转时，即，当电话作为敲击的结果绕轴122旋转时的角速度ωx。在图中用圆圈所示的“峰”表示在“敲击”电话的时刻的角速度。敲击动作可产生由电话100的传感器116测量的角速度的急剧变化，所述变化可持续仅仅限制的时间段。可利用附在轴118、122的交叉处附近的电话机壳124的多轴陀螺仪116来测量所述角速度。这样一种多轴陀螺仪116可产生与所测量的角速度相对应的信号。
如果在敲击的同时移动电话100，例如，作为用户行走或者驾驶车辆同时所述敲击发生的结果，这些不经意的运动可混淆(corrupt)或者屏蔽可用来识别正在敲击电话100的时刻的角速度的急剧变化。图3说明当在电话100的面的顶部、底部、左部和右部接触或者敲击电话的机壳124时移动电话100的角速度的各图。从所述图可看出，由电话的移动引起的“背景噪声”混淆或者屏蔽了表示正在敲击电话100的时刻的尖峰。
只要电话100的移动维持相对恒定，如可以是当用户带着电话100行走或者驾驶时的情形，那么可确定电话100的角加速度，以更容易地识别敲击所述电话的时刻。图4说明当在电话100的面的顶部、底部、左部和右部接触或者敲击电话100时，移动的便携式电话100的角加速度的各图。在各图中的实线表示当电话100的面绕轴左或右转时，即，当电话作为敲击的结果绕轴118旋转时的角加速度αy。虚线表示当电话100的面绕轴上和下转时，即，当电话作为敲击的结果绕轴122旋转时的角加速度αx。在图中用圆圈所示的“峰”表示在“敲击”电话的时刻的角加速度。从图中可以看出，和电话100的几乎恒定的移动的近似零的角加速度相比，相对高频率敲击，表明在图中其本身为限制时间段的变化角加速度的尖峰。
例如，可利用附在轴118、122的交叉处附近的电话机壳124的多轴加速度计116来测量所述角加速度。这样一种多轴加速度计116可产生与所测量的角加速度相对应的信号。或者，可对例如利用多轴陀螺仪116所测量的角速度微分，来生成电话100的角加速度。再者，多轴陀螺仪116可被附在轴118、122的交叉处附近的电话机壳124上。
回到图1，输入设备112、114还包括诸如信号处理器、多用途处理器或者中央处理单元(或CPU)的处理器120，被配置成接收来自传感器116的信号。将处理器120配置成从所述传感器接收信号，以确定围绕输入设备的至少一个轴118的惯量变化是否对应输入设备112、114的敲击。如图1D所示，处理器120可以包括耦合到传感器116的惯量变化测量单元126。可将惯量变化测量单元126配置成确定绕至少一个轴118的输入设备112、114的角加速度的幅度是否超过对限制的时间段的临界加速度值。在一个实施例中，例如，如果将所述临界值配置为对大约0.1秒为大约3rad/s2(弧度/秒2)，则在图4中所示的角加速度的幅度将被确定为在所限制的时间段超过了所述临界值，表明已经敲击了电话100。
将处理器120还配置为，当惯量的变化对应输入设备112、114的敲击时，基于围绕输入设备112、114的至少一个轴118的惯量变化的方向，来识别出输入设备112、114的接触区域。例如，处理器120可包括耦合到惯量变化测量单元126的极性确定单元128，其被配置成确定超过在所限制的时间段的临界加速度值的角加速度的极性。处理器120还可包括耦合到极性确定单元128的位置确定单元130，其被配置成当角加速度的极性为正时将输入设备112、114的第一区域识别为被接触区域，而当所述角加速度为负时，将输入设备112、114的第二区域识别为被接触区域。
例如，从敲击图1B所示的电话100的底部或者右部而得出的在图4所示的角加速度曲线，产生正的角加速度。极性确定单元128可确定角加速度是正的，然后将此信息转发到位置确定单元130，其可识别出电话100的底部或者右部为所接触的第一区域。同样，从敲击图1B所示的电话100的顶部或者左部而得出的在图4所示的角加速度曲线，产生负的角加速度。极性确定单元128可确定角加速度是负的，然后将此信息转发到位置确定单元130，其可识别出电话100的顶部或者左部为所接触的第二区域。输入设备112的第一和第二区域可由至少一个轴118分开。图1B示出了由轴118分开的电话的第一或右以及第二或左的部分。
如上简述的，可将传感器116配置成，例如利用多轴陀螺仪或者多轴加速度计116，来产生与围绕输入设备112的两个垂直轴118、112的惯量的变化相关的信号。利用这样一种安排，惯量变化测量单元126可被配置成，确定围绕垂直轴118、112的每一个的输入设备112、114的角加速度的至少一个幅度、是否超过在限制的时间段的临界加速度值。极性确定单元128可被配置成，确定对所限制时间段超过临界加速度值的所述角加速度的每一个的极性。
将位置确定单元130配置成，根据如由极性确定单元128所确定的、围绕垂直轴118、122的每一个的角加速度的变化方向，识别输入设备112、114的接触的区域。例如，敲击如图1B所示的电话100的右下部，可导致如图4所示的角加速度曲线，其表明角加速度的两个正变化。可将位置确定单元130配置成，当两个角加速度的极性是正的时，将输入设备112的右下部识别为所接触的第一区域。同样，敲击如图1B所示的电话100的左上部，可导致如图4所示的角加速度曲线，其表明角加速度的两个负变化。可将位置确定单元130配置成，当两个角加速度的极性是正的时，将输入设备112的左上部识别为所接触的第二区域。
位置确定单元130可被配置成，当围绕第一个垂直轴的角加速度的极性是正的且围绕第二个垂直轴的角加速度是负的时，将所述设备的第三区域识别为接触的区域。作为例子，考虑从敲击电话100的右上部得出的在图4所示的角加速度曲线。围绕垂直轴的第一个118的角加速度是正的，而围绕垂直轴的第二个122的角加速度是负的。
位置确定单元130也可被配置成，当围绕第一个垂直轴的角加速度的极性是负的且围绕第二个垂直轴的角加速度是正的时，将所述设备的第四区域识别为接触的区域。作为例子，考虑从敲击电话100的左下部得出的在图4所示的角加速度曲线。围绕垂直轴的第一个118的角加速度是负的，而围绕垂直轴的第二个122的角加速度是正的。
由垂直轴118、122的每一个的部分可将输入设备112的每一个区域(右下、左上、右上和左下)分界。应该理解，传感器116例如多轴加速度计116的方向，可从电话的面偏置，从而得出偏置垂直轴118′，122′。而这些偏置垂直轴又可分别分割与输入设备112、114的右、左、上和下相对应的输入设备112、114的新的接触区。
按照示范性实施例，位置确定单元130也可被配置成，当角加速度中仅仅只有一个超过对所限制的时间段的临界加速度值时，将所述设备的区域中的一个的边界区域识别为所接触的区域。例如，再次考虑如图1B所示的安排，其中，传感器116可以被配置成产生与围绕输入设备112的两个垂直轴118、122的惯量变化有关的信号。如果用户基本上敲击输入设备112的右边界附近或者中心附近，那么仅仅围绕轴118的角加速度将超过对所限制时间段的临界加速度值。围绕轴122的角加速度将会很少或者没有，因为在所述例子中，用户已经基本上在轴122上敲击输入设备112。通过围绕垂直轴118、122的每一个的惯量矩可确定边界区域的范围。最好，将传感器安排在电话100的输入区域106或者机壳124的中心附近。
如上所述，传感器116可被配置成产生与围绕至少一个轴118的输入设备112、114的角速度有关的信号。如果由电话100的移动导致的背景噪声难解决的话，可将处理器120配置成对所述角速度微分，以确定围绕至少一个轴118的设备112的角加速度。所述传感器也可被配置成产生与围绕至少一个轴118的输入设备112、114的角加速度有关的信号。此外，也可将滤波器(未示出)耦合在传感器116和处理器120之间，以便在处理器确定围绕所述设备的至少一个轴的惯量变化是否对应所述输入设备的敲击之前，对由处理器120接收的所述信号进行滤波。例如，所述滤波器可以是阻尼电路，其被配置为对可破坏角速度或者角加速度测量的振荡进行抑制。
在另一个示范性实施例中，电子设备100包括耦合到输入设备112、114的电路系统(circuitry)，其可基于对输入设备112、114的接触区域的识别执行至少一个功能。所述电路系统可以包括用于存储可由用于执行所述功能的处理器120来执行的程序指令的存储器(未示出)。
所述功能可以包括控制通过扬声器108播放的音量。所述功能也可以包括滚过在显示器104上所显示的菜单。所述功能也包括滚过在电话100的显示器104或者输入区域106上显示的列表项。此外，所述功能可以包括选择包括在可显示在显示器104或者输入区域106上的列表中的项目或者菜单项目。而且，所述功能也可以包括在显示器104上显示字符或者符号。电子设备100也可以包括输入反馈单元(未示出)，其被配置成，提供识别基于输入设备的被接触区域的识别而执行的至少一个功能的音频响应。所述音频响应可经由扬声器108来提供。这可以是有用的特征，因为在敲击后执行的基于环境的功能在调用时对用户可以是未知的。
根据另一个示范性实施例，处理器120可被配置成在一个时间帧内检测与输入设备112、114的多个敲击相对应的围绕所述输入设备112、114的至少一个轴118的多个惯量变化。包括在电子设备100中的所述电路系统可被配置成，基于与在所述时间帧内所检测到的多个敲击相对应的已识别出的接触区域的次序，执行至少一个功能。例如，所述至少一个功能可以包括激活“热键”，来直接导航到和执行包括在多级中更低菜单级的功能，菜单驱动的用户界面。
根据另一个示范性实施例，所述至少一个功能可以包括识别与在时间帧内所检测的多个敲击相对应的已识别的被接触区域的次序相关联的字符。图5说明可利用输入设备112、114输入来形成所示字符的示范性敲击序列。用户可在用任何给定的时间帧(例如3秒)所示的接近区域连续地敲击输入设备112、114。包括惯量变化测量单元126、极性确定单元128和位置确定单元130的处理器120，可利用如上所述的技术确定被接触区域的识别。与被识别的接触区域的次序相关联的适当字符可接着被显示在显示器104上，或者输入区域106中。
如上所述，结合如图1B所示的示范性实施例，可以将传感器116附在电子设备100的机壳124上。传感器116最好附在如图所示的机壳124的中心附近。利用这样一种安排，电子设备的任何部分可用作输入设备的被接触区域。根据示范性实施例，所述被接触区域包括机壳的至少一个表面，最好是与电子设备100的正面相对应的表面。
当整个电子设备可用作输入设备的被接触区域时，包括用于可拆装地紧固所述机壳到刚性表面的装置和用于方便绕至少一个轴旋转所述电子设备的装置，可以是有用的。例如，在图6A和6B中，示出如下安排其中，万向节600可拆装地附着到电子设备100的机壳124和刚性表面602。刚性表面600可以是汽车内诸如仪表盘或者仪器组(instrument cluster)的表面。万向节600允许设备基本上以任意方向绕垂直轴118、112旋转。在各图中示出了简单的可分离的“球窝接头(ball-joint)”安排，但是，本领域技术人员将理解其他设计可被采用。图6A说明绕轴122的设备的运动，而图6B说明绕轴118的运动。所述安排也便于绕两个垂直轴118、122的复合运动。
图6C说明用于可拆装地紧固所述机壳的装置和用于方便电子设备旋转的装置，还可以包括在机壳124上安排的多个可变形衬垫(spacer)604，以便为可拆装地紧固机壳124到刚性表面602提供摩擦F。所述衬垫在机壳124和刚性表面602之间提供间隔D，以便于所述电子设备绕至少一个轴118旋转。
根据另一个示范性实施例，可将所述传感器附着到机壳的可分开旋转的部分，其被配置为绕至少一个轴118旋转。例如，图1B示出了其中将传感器116附着到机壳124的可分开旋转的部分116的安排。附着部分116以便绕所述至少一个轴118可旋转。输入设备114的被接触区域包括可分离旋转的部分116，使得用户可在可旋转部分116敲击，从而激活电子设备100的功能。可旋转部分116可对应诸如接触板或者接触屏的输入区域。
尽管在此只作为便携式电话描述了所述电子设备，本领域技术人员应该懂得，设备100也可以是PDA或者电子游戏机。而且，输入设备112、114的被接触区域可以包括在诸如键区、接触板、接触屏和设备的显示器的电子设备的至少一个其它部分中。除了输入设备112、114外，所述电子设备可以包括诸如键盘、接触板、接触屏、显示器、操纵杆、鼠标和音频响应单元的其它输入设备。处理器120可以被配置成基于口头命令、在一个时间帧中多次敲击输入设备、手动开关和接近开关(proximity switch)中的至少一个来禁止输入设备。
图7描述了解释用于输入信息到便携式电子设备的示范性方法的流程图。所述方法可使用如上所述的示范性安排来实现，所以请读者参见用于解释例子的那些部分。所述方法开始于块702，测量响应输入设备的接触的围绕所述输入设备的至少一个轴的惯量变化。在块704中，确定围绕所述输入设备的至少一个轴的惯量变化是否对应输入设备的敲击。在块706，当惯量的变化对应输入设备的敲击时，输入设备的被接触区域基于围绕所述输入设备的至少一个轴的惯量变化的方向来识别。
根据示范性实施例，确定围绕所述输入设备的至少一个轴的惯量变化是否对应输入设备的敲击可包括确定围绕所述至少一个轴的输入设备的角加速度的幅度是否超过对限制时间段的临界加速度值。例如，图4说明当在电话100的面的上部、下部、左部和右部接触或者敲击电话100时，运动的便携式电话100的角加速度的图。从所述图可以看出，和电话100的几乎恒定的移动的近似零的角加速度相比，相对高频率敲击，表明在图中其本身为限制的时间段的变化角加速度的尖峰。如果将所述临界值配置为对大约0.1秒为大约3rad/s2，则在图4中所示的角加速度的幅度将被确定为超过在所限制的时间段的所述临界加速度，表明已经敲击了电话100。
在另一个示范性实施例中，识别输入设备的被接触区域可以包括确定超过对限制时间段的临界加速度值的角加速度的极性。当所述角加速度的极性为正时，可将输入设备的第一区域识别为被接触的区域。类似地，当所述角加速度为负时，可将输入设备的第二区域识别为被接触区域。输入设备的所述第一和第二区域可以由至少一个轴来分界。
例如，在图4中所示的角加速度曲线表明敲击电话100的下部或者右部，每个都可以导致正的角加速度。当确定角加速度的极性为正时，可以将此信息用于识别设备100的下部或者右部，作为所述第一被接触区域。同样，在图4所示的角加速度曲线表明敲击电话100的上部或者左部都可导致负的角加速度。当确定角加速度的极性为负时，可以应用该信息将设备100的上部或者左部识别为第二被接触区域。输入设备112的所述第一和第二区域可以由至少一个轴118来分界。例如，由轴118分隔在图1B所示的电话100的所述第一或者右方以及所述第二或左方部分。
按照另一个示范性实施例，可以测量响应输入设备的接触的、围绕输入设备的两个垂直轴的惯量变化。利用这种安排，确定围绕所述输入设备的至少一个轴的所述惯量变化是否对应输入设备的敲击可以包括确定围绕垂直轴的每一个的输入设备的角加速度的至少一个幅度是否超过在限制时间段的临界加速度值。在相关的实施例中，可以确定超过对所限制的时间段的临界加速度值的角加速度的每一个的极性。
一旦可以确定超过对限制的时间段的临界加速度值的角加速度的每一个的极性，则可使用该极性信息来识别所述设备的所述被接触区域。当两个角加速度的极性都为正时，可以将所述输入设备的第一区域识别为所述被接触区域。当两个角加速度的极性都为负时，可以将所述设备的第二区域识别为所述被接触区域。当围绕垂直轴的第一个的角加速度的极性是正而围绕垂直轴的第二个的角加速度是负时，可以将所述设备的第三区域识别为所述被接触区域。而且，当围绕垂直轴的第一个的角加速度的极性是负而围绕垂直轴的第二个的角加速度是正时，可以将所述设备的第四区域识别为所述被接触区域。所述输入设备的每个区域可以由所述垂直轴的每一个的部分分界。
例如，在结合图1所描述的安排中，位置确定单元130可以被配置为基于围绕垂直轴118的每一个的角加速度的变化方向，来识别输入设备112、114的被接触区域。如上所述，敲击如图1B所示的电话100的所述右下部，可以导致如图4所示的角加速度曲线，其表明角加速度的两个正变化。可以将位置确定单元130配置为，当两个角加速度的所述极性是正时，将所述输入设备112的所述右下部识别为被接触的第一区域。同样，敲击如图1B所示的电话100的所述左上部，可以导致如图4所示的角加速度曲线，其表明角加速度的两个负变化。可以将位置确定单元130配置为，当两个角加速度的所述极性是正时，将所述输入设备112的所述左上部识别为被接触的第二区域。
也可以将位置确定单元130配置为，当围绕垂直轴的第一个的角加速度的极性是正而围绕垂直轴的第二个的角加速度是负时，将所述设备的第三区域识别为所述被接触区域。作为例子，考虑如图4所示的从敲击电话100的右上部得出的所述角加速度曲线。围绕垂直轴的第一个118的角加速度是正的而围绕垂直轴的第二个122的角加速度是负的。
也可以将位置确定单元130配置为，当围绕第一垂直轴的角加速度的极性是负而围绕第二垂直轴的角加速度是正时，将所述设备的第四区域识别为所述被接触区域。例如，考虑如图4所示的从敲击电话100的左下部得出的所述角加速度曲线。围绕垂直轴的第一个118的角加速度是负的而围绕垂直轴的第二个122的角加速度是正的。
根据另一个示范性实施例，识别所述设备的所述被接触区域可以包括当仅仅只有各个角加速度中的一个超过对限制的时间段的临界加速度值时，将所述设备的区域中的一个的边界区域识别为所述被接触区域。
例如，再一次考虑如图1B所示的安排，其中，可以将传感器116配置为产生与围绕所述输入设备112的两个垂直轴118、122的惯量的变化有关的信号。如果用户基本上敲击在输入设备112的右边界附近和中心附近，则仅仅围绕所述轴118的所述角加速度会超过对所限制时间段的临界加速度值。很少或者没有围绕轴122的角加速度，因为在此例子中，用户基本上已经在轴122上敲击所述输入设备122。通过围绕垂直轴118、122的每一个的惯量矩可确定边界区域的范围。最好，将传感器安排在机壳124的中心或者电话100的输入区域106附近。
在另一个实施例中，可以围绕所述至少一个轴测量所述输入设备的角速度，并接着对其微分，以确定围绕所述至少一个轴的设备的角加速度。或者，例如，可以利用多轴加速度计116直接测量围绕所述至少一个轴的输入设备的角加速度。
在确定惯量变化是否对应所述输入设备的敲击之前，可以对围绕所述输入设备的至少一个轴的所测量的惯量变化进行滤波。例如，也可将滤波器(未示出)耦合在如图1B所示的传感器116和处理器120之间，以便在处理器确定所述惯量变化是否对应所述输入设备的敲击之前，对由处理器120接收的所述信号进行滤波。所述滤波器可以是阻尼电路，其被配置为对可破坏角速度或者角加速度测量的振荡进行抑制。
根据另一个示范性实施例，可以基于对所述输入设备的所述被接触区域的识别执行至少一个功能。所述至少一个功能可以包括控制扬声器108的音量，滚过在显示器104上可显示的菜单，滚过在电话100的输入区域106或者显示器104上可显示的项目列表，选择这样一种菜单或者包括在这样的列表中的项目，或者在显示器104上显示字符或者符号。可以提供音频反馈，表明基于所述输入设备的被接触区域的识别执行了至少一个功能。
在另一个示范性实施例中，在一个时间帧内可检测与输入设备的多个敲击相对应的、围绕所述输入设备的至少一个轴的多个惯量变化。执行至少一个功能可基于与在所述时间帧内所检测到的多个敲击相对应的已识别的接触区域的次序。在相关的实施例中，执行至少一个功能可以包括识别与在时间帧内所检测的多个敲击相对应的已识别的被接触区域的次序相关联的字符。
例如，图5说明可利用输入设备112、114输入来形成所示字符的示范性的敲击序列。用户可在用任何给定的时间帧(例如3秒)所示的附近区域连续地敲击输入设备112、114。所述处理器120可利用如上所述的技术确定被接触区域的识别，并接着在显示器104或者在输入区域106中显示与被识别的接触区域的次序相关联的适当字符。
在另一个示范性实施例中，基于口头命令、在一个时间帧中多次接触输入设备、激活所述输入设备的手动开关和激活所述输入设备的接近开关中的至少一个，来禁止输入设备。
如图7所解释的计算机程序的可执行指令，用于输入信息到便携式电子设备，可以任何计算机可读介质实施，所述计算机可读介质可用于或者相关于指令执行系统、装置或者设备，诸如基于计算机的系统，包含处理器的系统或者可从所述指令执行系统、装置或者设备中获取指令并执行所述指令的其它系统。
作为在此使用的“计算机可读介质”，可以是任何装置，其中可包含、存储、通信、传播或者传送用于或者相关于所述指令执行系统、装置或者设备的所述程序。计算机可读介质例如，可以是但不限于是电的、磁的、光学的、电磁的、红外线的或者半导体的系统、装置、设备或者传播媒介、或者可移除的存储设备。计算机可读介质的更具体的例子(非穷举列表)可包括如下具有一个或者多个线的电连接、便携式计算机盘、随机访问存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或者快闪存储器)、光纤以及便携式致密盘只读存储器(CDROM)。
本领域普通技术人员应该懂得，在此所描述的概念和技术在不脱离其必要特征的情况下，可用各种特殊的形式来体现。无论从哪方面来看，目前所披露的实施例视为解释性的，而不是限定性的。本发明的范围由所附权利要求而不是前面的描述来指出，并且旨在包含在其等价的意义和范围内的全部变化。
权利要求
1.一种输入设备，包括传感器，其被配置成用来产生与响应于所述输入设备的接触而围绕所述输入设备的至少一个轴的惯量变化有关的信号；以及处理器，其被配置成来接收来自所述传感器的信号，以确定围绕所述输入设备的所述至少一个轴的惯量变化是否对应所述输入设备的敲击，所述处理器还被配置为，当所述惯量的变化对应所述输入设备的敲击时，基于围绕所述输入设备的所述至少一个轴的惯量变化的方向，来识别所述输入设备的接触区域。
2.如权利要求1所述的输入设备，其中，所述处理器包括惯量变化测量单元，其被配置成来确定绕所述至少一个轴的输入设备的角加速度的幅度是否超过对限制的时间段的临界加速度值。
3.如权利要求2所述的输入设备，其中，所述处理器包括极性确定单元，其被配置成来确定超过对限制的时间段的临界加速度值的角加速度的极性；以及位置确定单元，其被配置成当角加速度的极性为正时将所述输入设备的第一区域识别为被接触区域，而当所述角加速度为负时，将所述输入设备的第二区域识别为被接触区域，其中所述输入设备的所述第一和第二区域由所述至少一个轴分界。
4.如权利要求1所述的输入设备，其中，所述传感器被配置成来产生与围绕所述输入设备的两个垂直轴的惯量变化有关的信号。
5.如权利要求4所述的输入设备，其中，所述处理器包括惯量变化测量单元，其被配置成来确定，围绕所述垂直轴的每一个的所述输入设备的角加速度的至少一个幅度是否超过在限制的时间段的临界加速度值。
6.如权利要求5所述的输入设备，其中，所述处理器包括极性确定单元，其被配置成来确定，超过对限制的时间段的临界加速度值的所述角加速度的每一个的极性；以及位置确定单元，其被配置成，在两个角加速度的所述极性是正的时，将所述输入设备的第一区域识别为所述被接触区域，在两个角加速度的所述极性是负的时，将所述设备的第二区域识别为所述被接触区域，在围绕所述垂直轴的第一个的角加速度的极性是正的且围绕所述垂直轴的第二个的角加速度是负的时，将所述设备的第三区域识别为所述被接触区域，在围绕所述第一个垂直轴的角加速度的极性是负的且围绕所述第二个垂直轴的角加速度是正的时，将所述设备的第四区域识别为所述被接触区域，其中，所述输入设备的每一个区域由所述垂直轴的每一个的部分分界。
7.如权利要求6所述的输入设备，其中，所述位置确定单元被配置成，在所述角加速度中仅仅只有一个超过对限制的时间段的所述临界加速度值时，将所述设备的区域中的一个的边界区域识别为所述被接触区域。
8.如权利要求1所述的输入设备，其中，所述传感器被配置成来产生与围绕所述至少一个轴的所述输入设备的角速度有关的信号。
9.如权利要求8所述的输入设备，其中，将所述处理器配置为来对所述角速度微分，以确定围绕所述至少一个轴的所述设备的角加速度。
10.如权利要求1所述的输入设备，其中，将所述传感器配置成来产生与围绕所述至少一个轴的所述输入设备的角加速度有关的信号。
11.如权利要求1所述的输入设备，其中，所述传感器包括陀螺仪、加速度计、多轴陀螺仪和多轴加速度计中的至少一个。
12.如权利要求1所述的输入设备，包括耦合在所述传感器和所述处理器之间的滤波器，所述滤波器被配置成，在所述处理器确定围绕所述输入设备的至少一个轴的惯量变化是否对应所述输入设备的敲击之前，对由所述处理器接收的所述信号进行滤波。
13.一种电子设备，包括机壳；根据权利要求1所述的输入设备；以及电路系统，其被耦合到所述输入设备，并被配置成，基于所述输入设备的所述被接触区域的识别，来执行至少一个功能。
14.如权利要求13所述的电子设备，其中，所述传感器被附着到所述电子设备的机壳，并且所述输入设备的所述被接触区域包括所述机壳的至少一个表面。
15.如权利要求14所述的电子设备，包括用于可拆装地紧固所述机壳到刚性表面的装置；以及用于方便所述电子设备绕所述至少一个轴旋转的装置。
16.如权利要求15所述的电子设备，其中，用于可拆装地紧固所述机壳到刚性表面的装置和用于方便所述电子设备旋转的装置包括以下至少一个可拆装地附着到所述机壳的万向节；以及多个可变形的衬垫，其安排在所述机壳上，以便提供摩擦，用于可拆装地紧固所述机壳到所述刚性表面，所述衬垫在所述机壳和所述刚性表面之间提供分隔，以方便所述电子设备绕所述至少一个轴旋转。
17.如权利要求13所述的电子设备，其中，将所述传感器附着到所述机壳的可分开旋转的部分，其被配置为来绕所述至少一个轴旋转，并且所述输入设备的被接触区域包括可分开旋转部分。
18.如权利要求13所述的电子设备，其中，所述电子设备是便携式电话、个人数字助理(PDA)和电子游戏机中的至少一个。
19.如权利要求13所述的电子设备，其中，所述至少一个功能包括控制音量、滚过菜单、滚过项目列表，选择菜单或者包括在列表中的项目，以及显示字符或者符号。
20.如权利要求13所述的电子设备，包括输入反馈单元，其被配置成提供音频响应，用于识别基于所述输入设备的被接触区域的识别所执行的至少一个功能。
21.如权利要求13所述的电子设备，其中，所述处理器被配置成在一个时间帧内检测与所述输入设备的多个敲击相对应的、围绕所述设备的至少一个轴的多个惯量变化，其中耦合到所述输入设备的所述电路系统被配置成，基于与在所述时间帧内所检测到的多个敲击相对应的识别出的被接触区域的次序，来执行所述至少一个功能。
22.如权利要求21所述的电子设备，其中，所述至少一个功能包括识别与在所述时间帧内所检测的多个敲击相对应的识别的被接触区域的次序相关联的字符。
23.如权利要求13所述的电子设备，其中，所述输入设备的被接触区域包括所述设备的键区、触摸板、触摸屏和显示器中的至少一个。
24.如权利要求13所述的电子设备，包括从由下列组件组成的组中所选择的至少一个其它的输入设备键盘、触摸板、触摸屏、显示器、操纵杆、鼠标以及音频响应单元。
25.如权利要求13所述的电子设备，其中，所述处理器被配置成基于口头命令、在一个时间帧中多次敲击输入设备、手动开关和接近开关中的至少一个来禁止所述输入设备。
26.一种用于输入信息到电子设备的方法，包括测量响应输入设备的接触围绕所述输入设备的至少一个轴的惯量变化；确定围绕所述输入设备的至少一个轴的惯量变化是否对应所述输入设备敲击；以及在所述惯量的变化对应所述输入设备的敲击时，基于围绕所述输入设备的至少一个轴的惯量变化的方向，来识别输入设备的被接触区域。
27.如权利要求26所述的方法，其中，确定围绕所述输入设备的至少一个轴的惯量变化是否对应所述输入设备的敲击包括确定围绕所述至少一个轴的所述输入设备的角加速度的幅度是否超过在限制的时间段的临界加速度值。
28.如权利要求27所述的方法，其中，识别所述输入设备的被接触区域包括确定超过对被限制时间段的临界加速度值的角加速度的极性；以及在所述角加速度的极性为正时，将所述输入设备的第一区域识别为被接触的区域，并且，在所述角加速度为负时，将所述输入设备的第二区域识别为被接触区域，其中，所述输入设备的所述第一和第二区域由所述至少一个轴分界。
29.如权利要求26所述的方法，包括测量对应于输入设备的所述接触的、围绕所述输入设备的两个垂直轴的惯量变化。
30.如权利要求29所述的方法，其中，确定围绕所述输入设备的至少一个轴的所述惯量变化是否对应输入设备的敲击包括确定围绕所述垂直轴的每一个的所述输入设备的角加速度的至少一个幅度是否超过在限制的时间段的临界加速度值。
31.如权利要求30所述的方法，其中，识别所述设备的被接触区域包括确定超过对限制的时间段的临界加速度值的所述角加速度的每一个的极性；以及在两个角加速度的所述极性是正的时，将所述输入设备的第一区域识别为所述被接触区域，在两个角加速度的所述极性是负的时，将所述设备的第二区域识别为所述被接触区域，在围绕所述垂直轴的第一个的角加速度的极性是正的且围绕所述垂直轴的第二个的角加速度是负的时，将所述设备的第三区域识别为所述被接触区域，在围绕所述第一个垂直轴的角加速度的极性是负的且围绕所述第二个垂直轴的角加速度是正的时，将所述设备的第四区域识别为所述被接触区域，其中，所述输入设备的每一个区域由所述垂直轴的每一个的部分分界。
32.如权利要求31所述的方法，其中，识别所述设备的被接触区域包括在所述角加速度中仅仅只有一个超过对限制的时间段的所述临界加速度值时，将所述设备的区域中的一个的边界区域识别为所述被接触区域。
33.如权利要求26所述的方法，包括测量围绕所述至少一个轴的所述输入设备的角速度；以及对所述角速度微分，以确定围绕所述至少一个轴的所述设备的角加速度。
34.如权利要求26所述的方法，包括测量围绕所述至少一个轴的所述输入设备的角加速度。
35.如权利要求26所述的方法，包括在确定所述惯量变化是否对应所述输入设备的敲击之前，对围绕所述输入设备的所述至少一个轴的所测量的惯量变化进行滤波。
36.如权利要求26所述的方法，包括基于所述输入设备的所述被接触区域的识别，执行至少一个功能。
37.如权利要求36所述的方法，其中，执行所述至少一个功能包括控制音量、滚过菜单、滚过项目列表，选择菜单或者包括在列表中的项目，以及显示字符或者符号的至少一个。
38.如权利要求36所述的方法，包括提供表示基于所述输入设备的被接触区域的识别执行所述至少一个功能的音频反馈。
39.如权利要求36所述的方法，包括在一个时间帧内检测与所述输入设备的多个敲击相对应的、围绕所述设备的至少一个轴的多个惯量变化，其中耦合到所述输入设备的所述电路系统被配置成，基于与在所述时间帧内所检测到的多个敲击相对应的、识别出的被接触区域的次序，来执行所述至少一个功能。
40.如权利要求39所述的方法，其中，执行所述至少一个功能包括识别与在所述时间帧内所检测的多个敲击相对应的、识别的被接触区域的次序相关联的字符。
41.如权利要求26所述的方法，包括基于口头命令、在一个时间帧中多次敲击输入设备、激活输入设备的手动开关和激活输入设备的接近开关中的至少一个，禁止所述输入设备。
42.一种计算机可读介质，其包含用于输入信息到电子设备的计算机程序，其中，所述计算机程序包括可执行指令，用于测量响应输入设备的接触围绕所述输入设备的至少一个轴的惯量变化；确定围绕所述输入设备的至少一个轴的惯量变化是否对应所述输入设备敲击；以及在所述惯量的变化对应所述输入设备的敲击时，基于围绕所述输入设备的至少一个轴的惯量变化的方向，来识别输入设备的被接触区域。
43.如权利要求42所述的计算机可读介质，其中，所述计算机程序包括可执行指令，用于确定围绕所述垂直轴中的每一个的所述输入设备的角加速度的至少一个幅度是否超过在限制的时间段的临界加速度值。
44.如权利要求43所述的计算机可读介质，其中，所述计算机程序包括可执行指令，用于确定超过对限制的时间段的临界加速度值的所述角加速度的每一个的极性；以及在两个角加速度的所述极性是正的时，将所述输入设备的第一区域识别为所述被接触区域，在两个角加速度的所述极性是负的时，将所述设备的第二区域识别为所述被接触区域，在围绕所述垂直轴的第一个的角加速度的极性是正的且围绕所述垂直轴的第二个的角加速度是负的时，将所述设备的第三区域识别为所述被接触区域，在围绕所述第一个垂直轴的角加速度的极性是负的且围绕所述第二个垂直轴的角加速度是正的时，将所述设备的第四区域识别为所述被接触区域，其中，所述输入设备的每一个区域由所述垂直轴的每一个的部分分界。
45.如权利要求44所述的计算机可读介质，其中，所述计算机程序包括可执行指令，用于在所述角加速度中仅仅只有一个超过对限制的时间段的所述临界加速度值时，将所述设备的区域中的一个的边界区域识别为所述被接触区域。
全文摘要
一种输入设备，包括传感器，其被配置成用来产生与响应于所述输入设备的接触而围绕所述输入设备的至少一个轴的惯量变化有关的信号。一处理器被配置成来接收来自所述传感器的信号，以确定围绕所述输入设备的所述至少一个轴的惯量变化是否对应所述输入设备的敲击。所述处理器还被配置为，当所述惯量的变化对应所述输入设备的敲击时，基于围绕所述输入设备的所述至少一个轴的惯量变化的方向，来识别所述输入设备的接触区域。
文档编号G01L1/00GK1694044SQ20051006961
公开日2005年11月9日 申请日期2005年4月29日 优先权日2004年4月29日
发明者方远喆, 金东润, 吴钟九, 赵俊基, 姜京浩, 赵诚贞, 崔恩硕, 张旭 申请人:三星电子株式会社